近日，大陸集團廣泛的傳感器產(chǎn)品組合再添新成員，推出了兩款專用于電動汽車的新型傳感器——電流傳感器模塊（CSM）和電池碰撞檢測（BID）系統(tǒng)。這兩項新的解決方案專注于保護電池和/或保持電池參數(shù)。大陸集團將在2022年內(nèi)開始制造全新的高壓電池傳感器模塊（CSM）。這種緊湊的模塊傳感器設計可以測量電流，同時可以檢測溫度。這兩項數(shù)值均與電池管理操作密切相關。大陸集團向市場推出的另一款創(chuàng)新的電池保護產(chǎn)品就是電池碰撞檢測（BID）解決方案，它是一種不同于重型底板“裝甲”的輕型防破損替代方案。

圖片來源：大陸

大陸集團被動安全與傳感器事業(yè)部負責人 Laurent Fabre 表示：“汽車電動化創(chuàng)造了新的用例，這也為我們的傳感器活動帶來了更多機會，因為電動汽車有著傳統(tǒng)汽車相同的所有傳感器需求，甚至是更多的需求。例如，保護電池和維持其性能就是電動汽車更需要關注的兩項任務。電池傳感器模塊和電池碰撞檢測解決方案兼具這兩個方面的用途。”

鑒于電池是電動汽車中昂貴的部件之一，CSM的開發(fā)不僅旨在保護電池免受過載電流的影響，而且還將通過限制老化效應來幫助保持電池參數(shù)。CSM可在電池包斷路單元或電池本身中集成，將提供兩項決定性的信息，以執(zhí)行電池保護以及可靠的行駛里程監(jiān)測。為達到嚴格的功能安全要求，CSM可作為一個雙通道傳感器，在一個緊湊的單一單元中集成分流技術和霍爾技術，從而獨立測量電流。

BID結合了一種輕型結構，能夠檢測到來自地面的撞擊，并在必要時向司機發(fā)出警報并前往修理廠。這樣，駕駛員就不必經(jīng)常并親自檢查高速或低速的地面接觸產(chǎn)生的撞擊是否損壞電池。與當前的金屬底板保護相比，BID解決方案能夠節(jié)省多達50%的重量。

可靠的充電監(jiān)測：電流傳感器模塊可保持電池的安全和“健康”

鋰離子電池儲存了大量的電能，具有強大的續(xù)航能力。這種電池可在充電過程中承受大量電流。由于不可避免的物理效應，充電（和放電）會導致電池升溫——在高功率快速充電或運動駕駛模式下更是如此。為防止汽車電池的電流過載，系統(tǒng)必須控制電流以限制溫度過快上升。”被動安全與傳感器事業(yè)部的前期戰(zhàn)略經(jīng)理Horst Gering表示：“鋰離子電池具有最佳溫度范圍，它在這種溫度范圍內(nèi)非常安全，老化速度很慢。不過，快速充電是保持電池安全和‘健康’并控制充電時長的一個兼顧方案。最好是在具有準確數(shù)據(jù)支持的情況下執(zhí)行這一操作?！?CSM還能夠通過監(jiān)測消費電流幫助計算更精準的剩余電量。

CSM測量的電流可校準至2000安培，分流通道精度優(yōu)于±1%，霍爾通道精度優(yōu)于±3%，溫度測量范圍介于-40℃至125℃。目前這兩項監(jiān)測技術均可支持完整的電流阻斷。之后傳感器會通過CAN接口，向電池管理系統(tǒng)提供這一輸入信息。除了優(yōu)化充電效率并保護電池，CSM還將有助于檢測機械故障，以免發(fā)生不檢測所導致的失火現(xiàn)象。CSM完全符合系統(tǒng)ASIL D的要求。CSM將在2022年內(nèi)在一家全球汽車制造商的先進電動汽車項目中實現(xiàn)量產(chǎn)。其首個產(chǎn)品是模塊化傳感平臺的一部分，該平臺可針對其他功能（例如電壓測量和測量通道數(shù)量）進行擴展。

圖片來源：大陸

電池碰撞檢測——智能底板保護

通常情況下，電動汽車的鋰離子電池集成在汽車的底板位置，使車輛的重心降低并讓它獲得車輛結構的保護——但有兩個潛在的異常情況：在高速狀態(tài)下，捆綁帶等物品可能會卷起并損壞底板。在停車過程中，汽車低速接觸地面時也可能給電池底板造成損壞。因此，電動汽車通常會配備一個巨大且沉重的罩子，從底部保護電池盒。不過，如果發(fā)生了撞擊，駕駛員就要判斷是否應將汽車送往修車廠進行檢查。位于Alzenau的大陸集團安全工程總經(jīng)理Johannes Clemm表示：“這種情況并不太令人滿意，因為車底的能見度很差，另外也只有經(jīng)驗豐富的駕駛員才能夠評估車底的真實受損程度。”為解決這個問題和創(chuàng)造可行的輕型底板保護系統(tǒng)，大陸集團研發(fā)了基于壓力傳感器的電池碰撞檢測解決方案。

圖片來源：大陸

這個系統(tǒng)能夠檢測和區(qū)分汽車底板撞擊事件，以便在電池受損的時候向駕駛員發(fā)出警報。這樣車主就可以在受損的電池著火之前采取預防措施。Clemm補充表示：“此外，BID還能夠識別受損的區(qū)域，以告知電池管理系統(tǒng)對該區(qū)域的電池做斷電處理，從而防止發(fā)生火災?！?

BID可應對兩種典型的撞擊風險：其中之一是低速地面接觸，例如在停車時，汽車緩慢地滾過路邊并撞到地面。在這類情況下，BID信號可觸發(fā)主動懸架系統(tǒng)，臨時增加底板間隙以減輕損害。另一個用例是高速入侵，它是由于路面上的石頭或綁帶等重物卷起造成的。在特定的速度和沖擊力之下，這類物體可能損壞底板，甚至有可能戳破電池結構。

與現(xiàn)有解決方案相比，基于傳感器的汽車底板保護與當前的電池防護方案節(jié)省多達50%的重量。BID中使用的壓力傳感器衛(wèi)星源于經(jīng)過驗證的行人保護系統(tǒng)（PPS pSAT），該系統(tǒng)已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并在數(shù)百萬輛汽車中應用了十多年。任何撞擊都是由一個充氣硅膠管的壓力信號檢測到的，這種硅膠管集成在電池盒底部的S形傳動帶中。信號到達管道兩端的兩個壓力衛(wèi)星的時間差有助于計算撞擊面積。撞擊的嚴重度可以通過信號閾值進行區(qū)分，從而觸發(fā)對駕駛員的級聯(lián)警報。